南开大学有机化学课后答案第四章
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《有机化学》(第五版,李景宁主编)习题答案第一章1、根据碳是四价,氢是一价,氧是二价,把下列分子式写成任何一种可能的构造式: (1)C 3H 8 (2)C 3H 8O (3) C 4H 10 答案:(1)HC H H C H H C H H H(2)HC HHC HH C H HOH(3)H CH HCH H CH H CHHH2、区别键的解离能和键能这两个概念。
答案:键的解离能:使1摩尔A-B 双原子分子(气态)共价键解离为原子(气态)时所需要的能量。
键能:当A 和B 两个原子(气态)结合生成A-B 分子(气态)时放出的能量。
在双原子分子,键的解离能就是键能。
在多原子分子中键的解离能和键能是不相同的,有区别的。
3、指出下列各化合物所含官能团的名称。
(1) CH 3CH=CHCH 3 答:碳碳双键 (2) CH 3CH 2Cl 答:卤素(氯) (3) CH 3CHCH 3OH 答:羟基(4) CH 3CH 2 C=O 答:羰基 (醛基)H(5)CH 3CCH 3O答:羰基 (酮基)(6) CH 3CH 2COOH 答:羧基(7) NH 2答:氨基(8) CH 3-C ≡C-CH 3 答:碳碳叁键4、根据电负性数据,用和标明下列键或分子中带部分正电荷和负电荷的原子。
答:6、下列各化合物哪个有偶极矩?画出其方向(1)Br 2 (2) CH 2Cl 2 (3)HI (4) CHCl 3 (5)CH 3OH (6)CH 3OCH 3 答:以上化合物中(2)、(3)、(4)、(5)、(6)均有偶极矩 (2)H 2Cl (3)I (4) Cl 3 (5)H 3COH(6)H3C O CH37、一种化合物,在燃烧分析中发现含有84%的碳[Ar(C)=12.0]和16的氢[Ar(H)=1.0],这个化合物的分子式可能是(1)CH4O (2)C6H14O2(3)C7H16(4)C6H10(5)C14H22答:根据分析结果,化合物中没有氧元素,因而不可能是化合物(1)和(2);在化合物(3)、(4)、(5)中根据碳、氢的比例计算(计算略)可判断这个化合物的分子式可能是(3)。
第四章习题答案2 命名下列化合物(1)2,2,6,6-四甲基-3-庚炔;(2) 4-甲基-2-庚烯-5炔;(3) 1-己烯-3,5-二炔;(4) (Z)-5-异丙基-5-壬烯-1-炔;(5)(2E,4Z)-3-叔丁基-2,4-己二烯3 写出下列化合物的构造式和键线式,并用系统命名法命名。
(1);1-戊烯-4-炔。
(2) ;(E)-3-戊烯-1-炔;(Z;)-3-戊烯-1-炔。
(3) ;2,2,5,5-四甲基-3-己炔。
(4) ;2,5-二甲基-3-庚炔。
,4 写出下列化合物的构造式,并用系统命名法命名之。
(1);2-甲基-5-乙基-3-庚炔;(2);(Z)-3,4-二甲基-4-己烯-1-炔;(3);(2E,4E)-2,4-己二烯;(4);2,2,5-三甲基-3-己炔。
5 下列化合物是否存在顺反异构体,如存在则写出其构造式。
(1)存在,;(2)、(3)无顺反异构体;(4)存在,。
8 写出下列反应的产物;(1);(2) ; (3) ;(4);(5);(6);;H2/Lindlar Pd。
(7)9 用化学方法区别下列化合物。
(1)将三种化合物中加入Br2,不变色的是1-甲基-丁烷;再将剩下的化合物通入银氨溶液,出现白色沉淀的是3-甲基-1-丁炔,无现象的是3-甲基-1-丁烯。
(2)将两种化合物通入银氨溶液,出现白色沉淀的是1-戊炔,现象的是2-戊炔。
11 加入银氨溶液得到沉淀,说明为端炔。
12 CH3CH=CHCH=CHCH3CH3CHBrCHBrCHBrCHBrCH313 不饱和度为2,可能为炔烃或二烯烃,加入银氨溶液无沉淀,说明不是端炔,再根据加1分子氢气所得产物,可推断化合物结构式为14 从乙炔出发,合成下列化合物。
15 指出下列化合物可由哪些原料通过双烯合成制得:(1)2;(2) ;(3);(4) 2.16 以丙炔为原料合成下列化合物(6) CH3CH2CH2COO-,CO2(7) CH3CH2CH2COOH,HCOOH20 将下列碳正离子按稳定性由大到小排列成序(1)3>2>1;(2) 1>3>2;(3) 2>1>3。
4章思考题4.1 付-克烷基化反应的特点是什么?4.2 解释什么叫定位基,并说明有哪三类定位基。
4.3 解释定位效应。
4.4 共振论对于共振结构式有何规定?4.5 试说明芳香亲电取代反应的机理。
4.6 甲苯和对二甲苯相比哪个对游离基卤代反应更活泼?试说明理由。
4.7 用KMnO4或K2CrO7+H+使PhCH3氧化成PhCOOH的反应产率很差,而由p-O2N-C6H4CH3氧化成p-O2NC6H4COOH,同样的氧化反应却有较好的产率。
如何解释。
4.8 回答下列问题。
(1)(1)环丁二烯只在较低温度下才能存在,高于35K即(如分子间发生双烯合成)转变为二聚体,已知它的衍生物二苯基环丁二烯有三种异构体。
上述现象说明什么?写出二苯基环丁二烯三种异构体的构造式。
(2)(2)1,3,5,7-环辛四烯能使冷的高锰酸钾水溶液迅速褪色,和溴的四氯化碳溶液作用得到C8H8Br8a 、它应具有什么样的结构?b、b、金属钾和环辛四烯作用即得到一个稳定的化合物2K+C8H82-(环辛四烯二负离子)。
这种盐的形成说明了什么?预期环辛四烯二负离子将有怎样的结构?解答4.1 答:(1)因烷基正离子容易重排,易形成烷基异构化产物;(2)烷基可活化苯环,易使烷基化反应产物为多元取代产物;(3)烷基化反应是可逆反应,使得产物可能复杂化。
4.2 答:苯环上已有一个取代基后,再进行亲电取代反应时,新进入的基团进入苯环的位置由环上原有取代基的性质决定,这个原有的取代基叫定位基。
定位基可分为三类,即(1)邻、对位定位基,如—OH、—NH2、—NHCOCH3、—CH3等,这类基团使苯环活化,并且使新引入的取代基在定位基的邻位和对位。
(2)间位定位基,如—NO2、—CN、—COCH3、—COOH、—SO3H等,这类基团使苯环钝化,并使新引入的取代基在它的间位。
(3)卤素是一类特殊的定位基,它使苯环钝化,但都是邻、对定位基。
4.3 答:邻、对位定位基的推电子作用是苯环活化的原因,这又可分为两种情况:①在与苯环成键的原子上有一对未共享电子,这对电子可以通过大π键离域到苯环上;②虽无未共享电子对,但能通过诱导效应或超共轭效应起推电子作用的基团,如甲基或其他烷基。
p941.解释下列名词。
共轭效应互变异构1,4-加成亲核加成乙烯基化反应氢化热离域能(共轭能)超共轭效应双烯合成亲双烯体红外活性键的伸缩振动键的弯曲振动解:共轭效应:由于结构的原因,双键π电子云不再只定域在双键上,也有部分离域到分子的其它部分,即发生了键的离域。
这种离域效应叫共轭效应。
互变异构:在一般条件下,两个构造异构体可以迅速地相互转变的异构现象。
1,4-加成:一分子试剂加在共轭双键两端的加成反应。
亲核加成:由亲核试剂进攻而引起的加成反应。
乙烯基化反应:反应物分子中的氢原子被乙烯基取代的反应。
氢化热:每一摩尔烯烃催化加氢时放出的能量叫氢化热。
离域能(共轭能):共轭分子中由于键的离域而导致分子的额外的稳定能,称为离域能。
超共轭效应:σ轨道与π轨道相互作用而引起的离域效应。
双烯合成:共轭二烯和某些具有碳碳双键的化合物发生1,4-加成,生成环状化合物的反应。
亲双烯体:在双烯合成中能和共轭二烯反应的重键化合物叫做亲双烯体。
红外活性:能吸收红外辐射的性质。
键的伸缩振动:只改变键长,而不改变键角的振动。
键的弯曲振动:只改变键角,而不改变键长的振动。
2.用系统命名法命名下列化合物:(1) (CH3)3CC≡CCH2CH3(2) HC≡CCH2Br (3) CH2=CHC≡CH (4)CH2=CHCH2CH2C≡CH (5) CH3CHClC≡CCH2CH3(6) CH3C≡CC(CH=CH2)=CHCH2CH3(7)解:(1) 2,2-二甲基-3-己炔(2) 3-溴丙炔(3) 1-丁烯-3-炔(4) 1-己烯-5-炔(5) 2-氯-3-己炔(6) 4 –乙烯基-4 –庚烯-2-炔(7) 1,3,5-己三烯3.写出下列化合物的构造式。
(1) 4 –甲基-1-戊炔(2) 3 –甲基-3-戊烯-1-炔(3) 二异丙基乙炔(4) 1,5 –己二炔(5) 异戊二烯(6) 丁苯橡胶(7) 乙基叔丁基乙炔解:(1) CH≡CCH2CH(CH3)CH3(2) CH≡CC(CH3)=CHCH3(3) (CH3)2CHC≡CCH(CH3)2(4) CH≡CCH2CH2C≡CH (5) CH2=C(CH3)CH=CH2(6) -[-CH2CH=CHCH2CH(C6H5)CH2-〕n- (7)CH3CH2C≡CC(CH3)34.写出1-丁炔与下列试剂作用的反应式。
第一章绪论1、写出下列化合物的共价键(用短线表示),并推出它们的方向。
lCH⑴氯仿CHCl 3⑵硫化氢H 2S3H⑶甲胺CH 3NH 2⑷甲硼烷BH 3注:甲硼烷(BH 3)不能以游离态存在,通常以二聚体形式存在。
BH 3中B 以sp2杂化方式成键.l⑸二氯甲烷CH 2Cl 2⑹乙烷C 2H 6根据诱导效应规定:烷烃分子中的C–C 和C –H 键不具有极性.2、以知σ键是分子之间的轴向电子分布,具有圆柱状对称,π键是p 轨道的边缘交盖,π键与σ键的对称性有何不同?σ键具有对称轴,π键电子云分布在σ键平面的上下,π键具有对称面,就是σ键平面。
3、丙烷CH C H 3CH C H 2CHC H 3的分子按碳的四面体分布,试画出个原子的分布示意。
4、只有一种结合方式:2个氢、1个碳、1个氧(H 2CO C O ),试把分子的电子式画出来。
5、丙烯CH 3CH =CH 2中的碳,哪个是sp 3杂化,哪个是sp 2杂H OH 化?33226、试写试写出丁二烯分子中的键型:CH 2 = CH __ CH = CH 2σ-σ- σ- π-π- 7、试写出丙炔CH 3C≡CH中碳的杂化方式。
你能想象出sp 杂化的方式吗?332根据杂化后形成的杂化轨道有着最佳的空间取向,彼此做到了最大程度的远离,可想像2个sp 杂化轨道之间的夹角应互为1800,sp 杂化的碳原子应为直线型构型。
8、二氧化碳的偶极矩为零,这是为什麽?如果CO 2遇水后形成HCO 3-或H 2CO 3,这时它们的偶极矩还能保持为零吗?碳酸分子为什麽是酸性的?化合物分子的偶极矩是分子中所有键偶极矩的矢量和,二氧化碳分O = C = O 子中两个碳氧键的偶极矩大小相等、方向相反,故二氧化碳分子的偶极矩为零。
C -O O O -C HO O O H-2H+-O H 碳酸和碳酸氢根的偶极矩不为零。
碳酸根中的氧电负性比较大,具有容纳负电荷的能力。
换言之:碳酸失去H +后形成的共轭碱碳酸根负离子比较稳定,所以碳酸分子显示酸性。
目录第一章绪论 (1)第二章饱和烃 (2)第三章不饱和烃 (6)第四章环烃 (14)第五章旋光异构 (23)第六章卤代烃 (28)第七章波谱法在有机化学中的应用 (33)第八章醇酚醚 (43)第九章醛、酮、醌 (52)第十章羧酸及其衍生物 (63)第十一章取代酸 (71)第十二章含氮化合物 (77)第十三章含硫和含磷有机化合物 (85)第十四章碳水化合物 (88)第十五章氨基酸、多肽与蛋白质 (99)第十六章类脂化合物 (104)第十七章杂环化合物 (113)Fulin 湛师第一章 绪论1.1扼要归纳典型的以离子键形成的化合物与以共价键形成的化合物的物理性质。
答案:1.2 NaCl 与KBr 各1mol 溶于水中所得的溶液与NaBr 及KCl 各1mol 溶于水中所得溶液是否相同?如将CH 4及CCl 4各1mol 混在一起,与CHCl 3及CH 3Cl 各1mol 的混合物是否相同?为什么? 答案:NaCl 与KBr 各1mol 与NaBr 及KCl 各1mol 溶于水中所得溶液相同。
因为两者溶液中均为Na +,K +,Br -, Cl -离子各1mol 。
由于CH 4与CCl 4及CHCl 3与CH 3Cl 在水中是以分子状态存在,所以是两组不同的混合物。
1.3碳原子核外及氢原子核外各有几个电子?它们是怎样分布的?画出它们的轨道形状。
当四个氢原子与一个碳原子结合成甲烷(CH 4)时,碳原子核外有几个电子是用来与氢成键的?画出它们的轨道形状及甲烷分子的形状。
答案:C+624H CCH 4中C 中有4个电子与氢成键为SP 3杂化轨道,正四面体结构CH 4SP 3杂化2p y2p z2p x2sH1.4写出下列化合物的Lewis 电子式。
a.C 2H 4b.CH 3Clc.NH 3d.H 2Se.HNO 3f.HCHOg.H 3PO 4h.C 2H 6i.C 2H 2j.H 2SO 4 答案:a.C C H H HHCC HH HH或 b.H C H H c.H N HHd.H S He.H O NO f.O C H Hg.O POO H H Hh.H C C HHH H HO P O O H HH或i.H C C Hj.O S O HH OH H或1.5下列各化合物哪个有偶极矩?画出其方向。